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- 2021-06-21 发布
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第2讲 不等式选讲
1.(2019·昆明市质量检测)已知函数f(x)=|2x-1|.
(1)解不等式f(x)+f(x+1)≥4;
(2)当x≠0,x∈R时,证明:f(-x)+f()≥4.
解:(1)不等式f(x)+f(x+1)≥4等价于|2x-1|+|2x+1|≥4,
等价于或或,
解得x≤-1或x≥1,
所以原不等式的解集是(-∞,-1]∪[1,+∞).
(2)证明:当x≠0,x∈R时,f(-x)+f()=|-2x-1|+|-1|,
因为|-2x-1|+|-1|≥|2x+|=2|x|+≥4,当且仅当
,即x=±1时等号成立,所以f(-x)+f()≥4.
2.(2019·武汉市调研测试)已知函数f(x)=|2x+1|+|x-1|.
(1)求不等式f(x)≥3的解集;
(2)若直线y=x+a与y=f(x)的图象所围成的多边形面积为,求实数a的值.
解:(1)由题意知f(x)=,由f(x)≥3可知:
①当x≥1时,3x≥3,即x≥1;
②当-2.
易得直线y=x+a与y=f(x)的图象交于C(,),D(-,)两点,
则|CD|=·|+|=a,
平行线AB与CD间的距离d==,|AB|=,
所以梯形ABCD的面积S=·=·(a-2)=(a>2),
即(a+2)(a-2)=12,所以a=4,
故所求实数a的值为4.
3.(2019·南昌市第一次模拟测试)已知函数f(x)=|x+m2|+|x-2m-3|.
(1)求证:f(x)≥2;
(2)若不等式f(2)≤16恒成立,求实数m的取值范围.
解:(1)证明:因为f(x)=|x+m2|+|x-2m-3|≥|(x+m2)-(x-2m-3)|,所以f(x)≥|m2+2m+3|=(m+1)2+2≥2.
(2)由已知,得f(2)=m2+2+|2m+1|,
①当m≥-时,f(2)≤16等价于m2+2m+3≤16,即(m+1)2≤14,
解得--1≤m≤-1,所以-≤m≤-1;
②当m<-时,f(2)≤16等价于m2-2m+1≤16,
解得-3≤m≤5,所以-3≤m<-.
综上,实数m的取值范围是[-3,-1].
4.(2019·江西八所重点中学联考)已知不等式|ax-1|≤|x+3|的解集为{x|x≥-1}.
(1)求实数a的值;
(2)求+的最大值.
解:(1)|ax-1|≤|x+3|的解集为{x|x≥-1},即(1-a2)x2+(2a+6)x+8≥0的解集为{x|x≥-1},当1-a2≠0时,不符合题意,舍去.
当1-a2=0,即a=±1时,
x=-1为方程(2a+6)x+8=0的一解,经检验a=-1不符合题意,舍去,a=1符合题意.
综上,a=1.
(2)(+)2=16+2=16+2,当t==4时,(+)2有最大值32.又+≥0,所以+的最大值为4.
5.(2019·石家庄市模拟(一))设函数f(x)=|1-x|-|x+3|.
(1)求不等式f(x)≤1的解集;
(2)若函数f(x)的最大值为m,正实数p,q满足p+2q=m,求+的最小值.
解:(1)不等式可化为
或或,解得x≥-,
所以f(x)≤1的解集为{x|x≥-}.
(2)法一:因为|1-x|-|x+3|≤|1-x+x+3|=4,
所以m=4,p+2q=4,所以(p+2)+2q=6,
+=(+)(p+2+2q)=(4++)≥(4+2)=,
当且仅当p+2=2q=3,即时取“=”,
所以+的最小值为.
法二:因为|1-x|-|x+3|≤|1-x+x+3|=4,
所以m=4,p+2q=4,所以p=4-2q,q∈(0,2),
+=+===,
因为q∈(0,2),所以当q=时,+取得最小值.
6.(2019·成都第一次诊断性检测)已知函数f(x)=|2x-1|+|+1|.
(1)求不等式f(x)-3<0的解集;
(2)若关于x的方程f(x)-m2-2m-=0无实数解,求实数m的取值范围.
解:(1)由题意,知f(x)=|2x-1|+|+1|=
由f(x)-3<0,可得或
或,解得-4;
(2)对于任意正数m,n,求使得不等式f(x)≤++2nm恒成立的x的取值集合M.
解:(1)当x≤0时,不等式化为-2x+1-x>4,所以x<-1;
当04,解得x>3,无解;
当x≥1时,不等式化为2x+x-1>4,所以x>,
综上,不等式f(x)>4的解集为(-∞,-1)∪(,+∞).
(2)因为++2mn≥+2mn≥4,当且仅当m=n=1时“=”成立,
所以2|x|+|x-1|≤4,由(1)知x的取值集合M为[-1,].
8.(2019·沈阳市质量监测(一))设a>b>0,且ab=2,记的最小值为M.
(1)求M的值,并写出此时a,b的值;
(2)解关于x的不等式:|3x+3|+|x-2|>M.
解:(1)因为a>b>0,所以a-b>0,>0,
根据基本不等式有==a-b+≥4,
当且仅当,即时取等号,所以M的值为4,此时a=+1,b=-1.
(2)当x≤-1时,原不等式等价于-(3x+3)+(2-x)>4,解得x<-;
当-14,解得-4,解得x≥2.
综上所述,原不等式的解集为(-∞,-)∪(-,+∞).